Inaugurée en 1850 sous le nom de Gare de Strasbourg, elle fait l'objet d'agrandissements et de transformation à la fin du XIXe siècle, dans l'entre-deux-guerres et, enfin, au débuts des années 2000 pour l'accueil des TGV en 2007. La façade comprend des sculptures qui représentent des cours d'eau, la Seine, le Rhin, la Meuse et la Marne, ou des villes, Strasbourg sur l'aile Ouest et Verdun sur l'aile Est. Dans le Hall Ouest, une fresque "Le départ des poilus" (réalisée en 1926) rappelle le rôle de la Gare de l'Est dans la mobilisation en août 1914.
Comme son nom l'indique (localement, elle désignée Gare de l'Est), la gare dessert l'Est de la France (Strasbourg, Metz, Nancy, Bar-le-Duc, Troyes, ...) et, au-delà, l'Allemagne et le Luxembourg.
Pour le trafic banlieue, elle est le terminus de la ligne P du Transilien, vers Meaux et La-Ferté-Millon au Nord, ainsi que Coulommiers et Provins au Sud.